本实用新型专利技术公开了一种乒乓球吹浮位置控制实训装置，包括实训载体和控制装置；实训载体包括安装支架，其上安装有透明亚克力玻璃管，透明亚克力玻璃管的下端口处安装有轴流风机，内置有乒乓球，上端口处安装有激光测距仪用于检测乒乓球高度；控制装置采用网孔板，放置于安装支架上，网孔板上安装有空气开关、24V开关电源、HMI、PLC、PWM调节器、接线端子、按钮和指示灯，各元件通过接线端子互联。本实用新型专利技术的控制对象为小惯性环节，调节时间短，曲线理想，适合学生在有限的实训时间内训练，把闭环控制理论与实践紧密结合，满足高职学生了解和掌握自动控制系统基本理论，并与PLC、HMI、传感器等技术结合，提升高职学生的系统集成能力和综合技术应用能力。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及教学实训用具，尤其涉及一种用于自动化类、电气类、机电类学生的自动控制理论学习和实践技能提升的乒乓球吹浮位置控制实训装置。
技术介绍
在现代职业教育中，为了提高学生动手能力和尽快适应未来工作的要求，通常采用具有针对性的实训装置对学生进行教学训练和考核，使学生能够在贴近工厂实际工作环境的实训过程中，熟练掌握本专业所需的专业技能，为企业输送优秀的技能型人才。自动控制理论是自动化类、电气类、机电类学生必修的一门重要专业基础课程，也是控制理论的核心思想，但由于其抽象、理论性很强，在校学生很难掌握该课程中基于PID控制部分的相关理论学习内容。目前使用的PID控制实训装置多采用基于温度、液位调节的控制系统，该类实训装置在实际应用中，一是对实训环境要求较高，如需配置给排水管路、增加电气负荷等要求；二是该类控制系统多为大惯性环节，参数设定困难，调节周期长；三是实训准备耗时长，故障率高，维修困难。因此，该类实训装置已经不能适应自动控制课程教学的发展要求，影响了学生的学习效率和专业技能的培养和提高。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供了一种乒乓球吹浮位置控制实训装置，装置结构简单、易于操作、形象直观，有利于激发学生学习兴趣、提高动手能力，满足课程实训要求，具有推广价值。本技术的技术方案如下:一种乒乓球吹浮位置控制实训装置，包括实训载体和控制装置；所述实训载体包括安装支架、透明亚克力玻璃管、轴流风机、乒乓球以及激光测距仪；所述安装支架是所述实训载体的安装基础，所述安装支架上垂直安装有透明亚克力玻璃管，所述透明亚克力玻璃管的下端开口处安装有轴流风机，所述透明亚克力玻璃管内放置有乒乓球，所述透明亚克力玻璃管的上端开口处安装有激光测距仪；所述控制装置采用网孔板，放置于所述安装支架上，所述网孔板上安装有包括空气开关、24V开关电源、HMI, PLC、PWM调节器、接线端子、按钮和指示灯在内的分立元件；所述控制装置的各分立元件与实训载体上的轴流风机和激光测距仪通过接线端子互联；所述网孔板上布置有线槽，所述线槽内敷设有所述各分立元件的以及轴流风机和激光测距仪的连接导线。本技术的有益技术效果是:本技术以应用为原则，依托实训载体，让学生了解自动控制系统及PID控制核心思想。控制对象为玻筒内的乒乓球，实现乒乓球位置控制的闭环系统，由于该控制对象为小惯性环节，调节时间短，曲线理想，非常适合学生在有限的实验实训时间内训练，并把闭环控制理论与实践紧密结合，能满足高职学生了解和掌握自动控制系统基本理论，并能与PLC、HM1、传感器等技术结合起来，提升高职学生的系统集成能力和综合技术应用能力。本技术的优点将在下面【具体实施方式】部分的描述中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。【附图说明】图1是本技术的结构示意图。图2是本技术的控制原理图。【具体实施方式】下面结合附图对本技术的【具体实施方式】做进一步说明。图1示出了本技术的结构。如图1所示，本技术的实训装置包括实训载体和控制装置。其中实训载体由安装支架1、透明亚克力玻璃管2、轴流风机3、乒乓球4以及激光测距仪5构成。安装支架I是实训载体的安装基础，安装支架I上垂直安装有透明亚克力玻璃管2，透明亚克力玻璃管2的下端开口处安装有轴流风机3，透明亚克力玻璃管2的内部放置有乒乓球4，透明亚克力玻璃管2的上端开口处安装有激光测距仪5。控制装置采用网孔板6，以及空气开关7、24V开关电源8、HMI (人机界面)9、PLC(可编程逻辑控制器)10、PWM调节器11、接线端子12、按钮和指示灯13等分立元件。网孔板6放置于安装支架I上，便于学生接线和操作。空气开关7、24V开关电源8、HMI9、PLC10.PWM调节器11、接线端子12、按钮和指示灯13在网孔板6上安装。控制装置通过接线端子12与实训载体上的轴流风机3和激光测距仪5端子互联。网孔板6上布置有线槽14，各单元的连接导线敷设在线槽14之内。图2示出了本技术的工作过程。如图2所示，本技术通过调整轴流风机3的转速，吹动位于透明亚克力玻璃管2中的乒乓球4，使其高度改变，采用激光测距仪5检测实际高度值并反馈至PLC 10，构成闭环调节系统，使得乒乓球4稳定到设定位置。乒乓球4的位置变化暂态过程与PID参数设置、外部扰动因素有关，因此，在HMI 9上设置修改PID参数、增加系统扰动的操作界面；为了方便学习者直观的了解各种参数变化及外部扰动对小球平衡位置的影响，在HMI 9上设置监视界面，动态观察曲线实时变化情况，该曲线可以放大、暂停、查看历史数据，方便学习者研宄和讨论。本技术可扩充自动控制理论课程中的开环控制/闭环控制实验、自动检测与传感器课程实验、电力电子技术课程实验、PLC课程实验及触摸屏与组态技术课程实验，也可以根据PLC、HM1、PWM板的组合完成控制类的综合实训项目，实训项目可以由简至繁，基本涵盖专业课程要求的各项技能训练要求。本技术的使用方法如下:1、根据教学要求，确定实训(实验)内容和具体项目，下发任务书；2、根据项目要求，设计电气原理图、接线图；3、按照图纸，完成接线并检查；4、编制控制程序并调试；5、通电测试，并记录参数调节过程和数据变化情况，完成技术报告。本技术可进行的实训项目如下:控制方式可分为手动控制方式和自动控制方式，手动控制为开环控制，自动控制为闭环控制。可实现单项实验，也可实现综合项目训练。单项实验项目，例如:I)采用电位器+PWM板，实现乒乓球位置的开环控制；2)激光测距仪的认识与应用；3) PLC软件的认识与编程；4) PLC模拟量实验；5)组态界面的制作与调试。综合项目，例如:I)基于PLC+HMI的综合系统实训；2)基于PLC的PID参数调节的位置控制系统实训；3)基于PLC+HMI的PID参数调节的位置控制系统实训。综上所述，本技术的实训装置可完成组建控制系统、PLC程序编写、监控界面制作、系统等类型的实训项目，也可补充和扩展自动控制原理、检测与传感技术、电力电子技术等类课程的实验，设备结构简单、体积小，制造成本较低，易于操作、涵盖面广、形象直观，有利于激发学生学习兴趣，保证实训效果，是一套实用性强的实训装置，具有较好的推广应用价值。以上所述的仅是本技术的优选实施方式，本技术不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本技术的基本构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本技术的保护范围之内。【主权项】1.一种乒乓球吹浮位置控制实训装置，其特征在于:包括实训载体和控制装置； 所述实训载体包括安装支架(I)、透明亚克力玻璃管(2)、轴流风机(3)、乒乓球(4)以及激光测距仪(5);所述安装支架(I)是所述实训载体的安装基础，所述安装支架(I)上垂直安装有透明亚克力玻璃管(2)，所述透明亚克力玻璃管(2)的下端开口处安装有轴流风机(3)，所述透明亚克力玻璃管(2)内放置有乒乓球(4)，所述透明亚克力玻璃管(2)的上端开口处安装有激光测距仪(5)； 所述控制装置采用网孔板出)，放置于所述安装支架(I)上，所述网孔板(6)上安装有包括空气开关(7)、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种乒乓球吹浮位置控制实训装置，其特征在于：包括实训载体和控制装置；所述实训载体包括安装支架(1)、透明亚克力玻璃管(2)、轴流风机(3)、乒乓球(4)以及激光测距仪(5)；所述安装支架(1)是所述实训载体的安装基础，所述安装支架(1)上垂直安装有透明亚克力玻璃管(2)，所述透明亚克力玻璃管(2)的下端开口处安装有轴流风机(3)，所述透明亚克力玻璃管(2)内放置有乒乓球(4)，所述透明亚克力玻璃管(2)的上端开口处安装有激光测距仪(5)；所述控制装置采用网孔板(6)，放置于所述安装支架(1)上，所述网孔板(6)上安装有包括空气开关(7)、24V开关电源(8)、HMI(9)、PLC(10)、PWM调节器(11)、接线端子(12)、按钮和指示灯(13)在内的分立元件；所述控制装置的各分立元件与实训载体上的轴流风机(3)和激光测距仪(5)通过接线端子(12)互联；所述网孔板(6)上布置有线槽(14)，所述线槽(14)内敷设有所述各分立元件的以及轴流风机(3)和激光测距仪(5)的连接导线。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姚晓宁，
申请(专利权)人：无锡职业技术学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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